罗非鱼和螺旋藻对生物絮团养殖尾水氮磷的净化

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当前随着对虾海水养殖规模的不断扩大,其养殖尾水对环境的影响也日益严重,对水产养殖尾水的净化处理已经不容忽视。有效降低水产养殖尾水排放及其对周边水域生态环境的潜在污染风险,是当前促进行业向着更加绿色、环保、可持续的道路发展所需重点解决的问题之一。以生物絮团技术(Biofloc technology,BFT)为基础的对虾集约化零换水养殖模式具有节约水资源、减少环境污染、降低养殖生物患病机率、提高饵料利用率等诸多优点。但随着养殖到达中后期水体中生物絮团浓度不断上升,过量的生物絮团颗粒和高浓度的氮磷营养盐可能会使养殖系统产生超富营养化的阻滞效应,这既不利于养殖生物的健康生长也不利于养殖系统的稳定运行。本研究将吉富罗非鱼(GIFT Oreochromis niloticus)和钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)引入对虾生物絮团养殖尾水中,以鱼摄食水中的絮团颗粒,以藻吸收水中的无机氮磷,分析不同条件下罗非鱼和螺旋藻对生物絮团对虾养殖尾水氮磷的生物净化效果。获得研究结果如下:1)实验设置0‰、10‰、20‰、30‰四种盐度,罗非鱼体初始体重7g左右。在正常投喂饵料情况下对比分析吉富罗非鱼和钝顶螺旋藻对不同盐度的适应性,以及罗非鱼对螺旋藻的摄食情况。16天实验结果显示,实验前后各组罗非鱼体长体重均显著增加(P<0.05)且组间无差异(P>0.05),其中存活率分别为93.5%、88.9%、98.9%、98.9%,增重率分别为30.0%、26.7%、44.4%、36.5%。各盐度组16天实验前后螺旋藻细胞密度均为10~5 cell·m L-1无显著差异(P>0.05)。在养殖水体添加钝顶螺旋藻后显微镜检测发现,罗非鱼的肠道、粪便、养殖水体都能检出藻细胞,且在不同盐度下由于罗非鱼摄食螺旋藻,藻细胞浓度均在添加藻后的第2天出现显著下降(P<0.05)。以上结果表明,吉富罗非鱼和钝顶螺旋藻均可适应高盐度海水环境,且此环境下罗非鱼对螺旋藻有很好的摄食效果。2)在盐度为30‰的生物絮团对虾养殖尾水中开展吉富罗非鱼和钝顶螺旋藻实验,实验分组为对照组Ctrl、单藻组SP、鱼藻组SPGT和单鱼组GT,实验时间为16天期间全程不喂饲料,分析鱼藻对生物絮团养殖尾水的净化效果。结果显示,SP组实验前后藻浓度上升但不显著(P>0.05),SPGT组实验前后罗非鱼的体长体重有增加但不显著(P>0.05),钝顶螺旋藻细胞密度下降两个数量级并且在实验4天时藻细胞由10~5 cell·m L-1显著下降至10~4 cell·m L-1(P<0.05),GT组实验前后罗非鱼体长、体重均无明显变化,且两个加鱼组罗非鱼的成活率均为70%。SPGT和GT组生物絮团沉降体积因罗非鱼的摄食而分别降低了42.6%和54.9%,水体总颗粒悬浮物质量(TSS)最大去除率分别为32.2%和46.5%。SP和SPGT组中水体磷酸盐的去除率分别为39.3%、26.3%,且SP组中硝酸盐氮和总无机氮的去除率分别为43.2%、27.7%。以上结果表明,在海水生物絮团对虾养殖尾水中,吉富罗非鱼对尾水中悬浮颗粒物去除效果明显,在该水体中添加钝顶螺旋藻有利于去除尾水中可溶性氮磷,且罗非鱼对螺旋藻具有较好的摄食效果。3)为避免监测过程中水体碳、氮、磷等化合物的化学存在形式发生瞬时变化,使得仅从水质指标评估尾水净化效果存在偏差,研究分析不同盐度条件和生物絮团尾水无饲料投喂两种情况下罗非鱼对环境碳氮磷营养元素的生物沉积效果。结果显示,不同盐度下罗非鱼对环境中碳氮磷的沉积有所不同,其中盐度为20组鱼体的单位质量干物质总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量的增长率分别为9.1%、2.2%、30.5%,盐度为30组鱼体的单位质量干物质TP含量的增长率为20.9%,而盐度为0组鱼体的TOC和TP含量下降率分别为19.8%、35.4%,说明在通常的海水养殖条件下更有利于罗非鱼体的磷沉积效应。生物絮团养殖尾水环境下SPGT和GT组罗非鱼的体质量与其初始值无显著差异(P<0.05),但SPGT组鱼体单位质量干物质TOC、TN和TP含量却有增长,增长率分别为5.9%、18.7%和14.7%,GT组罗非鱼TN、TP含量较初始也有增长其增长率分别为9.8%和11.6%。说明把吉富罗非鱼和钝顶螺旋藻协同用于生物絮团对虾养殖尾水提升了罗非鱼对水环境中碳、氮、磷的生物沉积,有利于生物絮团尾水氮磷的生物净化。
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